Aktiver Bergbau unter Tage

Gewinnung von Kalisalzen

Im Kalibergwerk Unterbreizbach werden seit den frühen 1900er Jahren untertägig Kalisalze gewonnen. Es ist heute Teil des Verbundwerkes Werra der K+S KALI GmbH welches aus den hessischen Bergwerken und Aufbereitungsfabriken zusammengelegt ist. Die Grube Unterbreizbach befindet sich im südwestlichen Teil des Wartburgkreises im Freistaat Thüringen.

Hauptziel der bergmännischen Gewinnung ist der Abbau von Kalisalzen aus der Werra-Formation des Zechsteins. Die Werraformation weist im Gewinnungsgebiet Gesamtmächtigkeiten von 200 bis 370 m, in einer Teufenlage von 520 bis 1130 m auf.

In der Grube Unterbreizbach werden auf 2 Sohlen das Kaliflöz Hessen (1. Sohle) und das Kaliflöz Thüringen (2. Sohle) bergmännisch gewonnen.

Das Kaliflöz Hessen ist überwiegend ein Hartsalz, vorrangig gebildet aus Steinsalz (NaCl), Sylvin (KCl) und Kieserit (MgSO₄•H₂O) mit carnallitischen (Steinsalz + Carnallit (KMgCl₃·6H₂O)) und sylvinitischen (Steinsalz + Sylvinit) Begleitflözen im Hangenden. Die Mächtigkeiten betragen durchschnittlich 2 bis 4 m.

Das Kaliflöz Thüringen, welches in Unterbreizbach das Hauptflöz darstellt, ist überwiegend sylvinitisch ausgebildet. Neben Sylvinit tritt aber auch Carnallitit auf. Diese carnalitischen Bereiche weisen in Form von Anstauungen teilweise Mächtigkeiten von über 60 m auf. Insgesamt hat das Flöz Thüringen Mächtigkeiten zwischen 3 und 15 m.

Vergesellschaftung von weißem Sylvin mit gelbem Carnallit an der Oberkante des Kaliflözes Thüringen, Grube Unterbreizbach (Quelle: K+S KALI GmbH)

In Bereich von Störungszonen und in der Nähe von Basaltgängen, welche durch den Vulkanismus in der Rhön geprägt wurden, tritt ein sog. Umwandlungssylvinit mit teilweise sehr hohen Gehalten an K₂O auf. Neben der Umwandlung von Sylvit bewirkt der Vulkanismus auch einen Imprägnation der Lagerstätte mit CO₂.

Das Grubenfeld ist in sich geschlossen und umfasst auf der 1. Sohle eine Fläche ca. 21 km² und auf der 2. Sohle eine Fläche von ca. 37 km².

Die Abbauverfahren in Unterbreizbach sind vielseitig und der Ausbildung der Lagerstätte angepasst. Das Hauptabbauverfahren ist dabei der Kammer-Pfeiler-Bau. Daneben werden die Carnallititanstauungen durch sog. Kuppenabbau gewonnen. Weiterhin werden in Unterbreizbach Bereiche mit hohen Kaligehalten mittels sekundärer und tertiäre Gewinnungsverfahren unter Verwendung von Versatz auch noch die Pfeiler des Kammer-Pfeilerbaus rückgewonnen. Alle Abbauverfahren unterteilen sich dabei nochmal in Verfahren ohne CO₂- und mit CO₂-Imprägnierung.

Gewinnung von Steinsalz

Die GSES GmbH ist im Besitz der Bewilligungen in den Gewinnungsfeldern „Am Frauenberg“ und „Wippertal“ bei Sondershausen und darf Steinsalz auf der Grundlage dieser Bergbauberechtigungen aufsuchen und zu gewinnen.

Abgebaut wird das Steinsalz der Staßfurt-Formation. Die Teufe des gegenwärtigen Areals zur Steinsalzgewinnung liegt bei ca. 730 Meter. Die Mächtigkeit des Steinsalzes beträgt im Minimum 40 Meter im Maximum bis 82 m. Die durch Erkundungsbohrungen nachgewiesene Mächtigkeit des bauwürdigen Steinsalzes beträgt zwischen 6 m und 30 m im Maximum.

Die Steinsalzgewinnung wird in die Auffahrung der langlebigen Grubenbaue (Strecken für Fahrung und Bandförderung) und in die Gewinnungsgrubenbaue unterteilt.

Die Gewinnung erfolgt im Kammer-Pfeiler-Bau. Nach dem Abbau werden nicht mehr benötigte Grubenbaue mit Salzrückständen aus der Aufbereitungsanlage verfüllt.

Das Steinsalz wird konventionell mittels Bohr- und Sprengtechnologie gewonnen, mit dem Lade- und Transportfahrzeug (LTF) zur Kippstelle (Brecheranlage mit Bandaufgabe) gefördert und dort vorzerkleinert. Die Sicherung der Firste der Grubenbaue erfolgt mittels Ankerausbau nach vorheriger Beraubearbeit.

Über eine Bandanlage gelangt das geförderte Steinsalz in die ebenfalls unter Tage befindliche Aufbereitungsanlage. In der Aufbereitungsanlage wird das Steinsalz weiter zerkleinert und in Streusalz für den Straßenwinterdienst, zertifiziertes Futtermittelsalz sowie untergeordnet in weitere Feinsalzprodukte klassiert.

Im Jahr 2016 wurde in einem begrenzten Feld des Steinsalzrevier mit Abbauversuchen zur Optimierung der Steinsalzgewinnung (nachträgliches Strossen der Sohle) begonnen und diese erfolgreich ausgeführt. Diese Grubenbaue werden unmittelbar im Anschluss an die Gewinnung wieder mit Salzrückständen aus der Aufbereitungsanlage verfüllt.

Gewinnung von Dolomit

Am Standort Caaschwitz / Seifartsdorf existiert eine hochwertige, tagesnahe Dolomitlagerstätte. Dolomit ist ein Karbonat-Gestein welches vor allem aus dem gleichnamigen Mineral Dolomit (CaCO₃ • MgCO₃) besteht. Verarbeiteter Dolomit dient neben vielen anderen Anwendungen z.B. als Zuschlagsstoff in der Bauwirtschaft, als Spezialdünger für die Forst- und Landwirtschaft oder als Sinterdolomit und gebrannter Dolomit in der Metallurgie.

Der Abbau von Dolomit am Standort Caaschwitz begann im Jahr 1961 in einem Tagebau, seit 1993 durch die Firma Wünschendorfer Dolomitwerk GmbH. Ab Mitte des Jahres 2015 waren die tagesnah im Tagebau gewinnbaren Vorräte erschöpft. Auf Grund der zunehmenden Überdeckung in südwestlicher Richtung, entschied das Unternehmen vom Tagebaubetrieb auf Tiefbau mittels einer Stollenanlage überzugehen. Hier liegt der Dolomit in einer Tiefe von über 90 m unter der Tagesoberfläche. Dieses Tiefbaufeld, das sog. Tiefbaufeld „Lerchenberg“ mit einer Gesamtfläche von ca. 2,8 km², bildete die weitere Grundlage für die Gewinnung und Verarbeitung von Dolomit in der Region.

Beginnend ab den dem Jahr 2010 mit konkreten Planungen und ab dem Jahr 2013 mit dem Neuaufschluss des Tiefbaufeldes „Lerchenberg“ erfolgte somit der schrittweise Übergang vom Tagebau in den Tiefbau. Dabei wurde aus dem bestehenden Tagebau das neue Tiefbaufeld mittels eines ca. 700 m langen Hauptstollen angefahren. Der Abbau des Dolomits erfolgt mittels Bohren und Sprengen im sog. Kammer-Pfeiler-Abbau.

Gewinnung von Anhydrit

Das Bewilligungsfeld Krölpa-Nord der maxit Baustoffwerke GmbH umfasst 200 ha und erstreckt sich westlich der Ortslage Pößneck und östlich der Ortslage Krölpa, etwa 200m nördlich der Bundesstraße 281 durchschnittlich 1,5 km nach Norden. Der südliche Teil des Bewilligungsfeldes wird vom Bergwerkseigentum „Gips Krölpa“ überdeckt. Beide Felder liegen im Saale-Orla-Kreis.

Die Lagerstätte ist sedimentären Ursprungs und gehört stratigraphisch zum ältesten Salinarzyklus des Zechsteins (Werraanhydrit). Der Lagerstättenkörper ist als flach (2….8̊) nach NW fallende Platte mit 40 bis 60 m Mächtigkeit ausgebildet.

Anhydrit wurde im Bewilligungsfeld Krölpa-Nord bereits seit Ende der 1940er Jahre bis 1963 untertägig gewonnen und zu Anhydritbinder verarbeitet. In diesem Zeitraum wurde die Lagerstätte über 2 Stollen aufgeschlossen (Stollen 1 bereits 1944/1945). Derzeit sind 4 Stollenmundlöcher als Zugänge zum Grubenfeld vorhanden, wobei Stollen 4 als Zugangsstollen genutzt wird. Die Stollenmundlöcher liegen alle innerhalb des Tagebaugeländes.

Der Abbau erfolgt im Kammer-Pfeiler-Bau und ist nach NW ausgerichtet. Zunächst wurde in der Anhydritlagerstätte nur eine untere Sohle, mit Abbauhöhen von 8 m, aufgefahren. Um die durch diese Verfahrensweise enormen Vorratsverluste zu verringern, wurden die Gewinnungsarbeiten auf eine zweite, obere Sohle ausgedehnt.

Gewinnung von Flußspat (Fluorit)

Die Fluß- und Schwerspat Lagerstätte Ilmenau-Gehren ist eine hydrothermale Ganglagerstätte. Die Lagerstätte ist an eine überregionale Störungsstruktur, die Floßberg-Stechberg-Störungszone zwischen Ilmenau und Möhrenbach gebunden. Die Störungsstruktur lässt sich auf einer Länge von ca. 8 km verfolgen ist auf ca. 5,5 km Mit Flußspat (CaF₂) und Schwerspat (BaSO₄) mineralisiert. Als Nebenminerale treten neben Calzit und Quarz noch Mangan sowie Kupfererze auf. Die Ganglagerstätte kann in mehrere Reviere unterteilt werden, ist teilweise bis in Tiefen von 400m unter der Tagesoberfläche mineralisiert und zeigt bei max. Mächtigkeiten von 25 eine Durchschnittliche Mächtigkeit von 2,5 m bis 3 m.

Der Abbau von Flußspat erfolgte ab der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts bis zum Ende des 2. Weltkriegs durch zahlreiche Gewerke. Das gewonnene Material wurde zu Stück- oder Mahlspat aufbereitet und hauptsächlich als Flussmittel zur Senkung der Schmelztemperatur in der Glas- und Metallindustrie eingesetzt. Nach dem 2. Weltkrieg erfolgte der Abbau dann durch ein staatliches Unternehmen entlang der gesamten Lagerstätte. Zwischen 1950 und 1991 wurden auf dem Floßberg-Stechberg-Gangzug 2,9 Mio. Tonnen Erz gefördert und zu ca. 1,1 Mio. Tonnen Fluorprodukten aufbereitet. Hauptabnehmer waren die Flußsäure- und Stahlindustrie.

Im Jahr 2004 erwarb deutsche Fluorchemie Gruppe mit ihren Tochterunternehmen Phönix Fluß- und Schwerspat-Bergbau GmbH und Mitteldeutsche Fluorit GmbH das Bergwerkseigentum am Floßberggangzug bei Ilmenau. Von 2005 bis 2009 wurden bergmännischen Arbeiten zum Neuaufschluss und zur Erkundung der Lagestätte durchgeführt. Mit der Verschlechterung des gesamtwirtschaftlichen Umfeldes im Zug der Finanzkrise wurden die bergmännischen Arbeiten 2009 gestundet.

Anlagen zur Energieerzeugung

Im Aufsichtsbereich des TLUBN befinden sich 2 Kraftwerke, welche zur Erzeugung von Strom, Dampf und Wärme dienen. Diese werden vorrangig für den Eigenbedarf des Bergwerkes eingesetzt, sodass die Stromversorgung jederzeit gesichert ist. Nicht selbst genutzter Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Die beiden beaufsichtigten Kraftwerke werden mittels Erdgas betrieben und unterliegen dem Immissionsschutzgesetz.

Aufbereitungsanlagen und Fabriken

Das durch Bohren und Sprengen gewonnene Steinsalz wird mittels Ladern zu sogenannten Kippstellen befördert. An diesen werden die großen Bruchstücke durch einen Brecher zerkleinert und auf ein Förderband aufgegeben. Das so bereits vorzerkleinerte Material gelangt in die Steinsalzaufbereitungsanlage. In dieser wird es mehrmals gesiebt und nochmals zerkleinert, bis es schlussendlich die gewünschten Produktgrößen aufweist. Die unterschiedlichen Produkte werden im Anschluss mittels Fördertechnik in entsprechenden Silos zwischengelagert und von dort in Skips durch die Schachtröhre  nach über Tage transportiert. Der komplette Aufbereitungsprozess wird mittels geeigneter Einrichtungen entstaubt.

Zur Gewinnung von Kali hingegen bedarf es einer anderen Aufbereitungsmethodik. Aufgrund des im gewonnenen Salz enthaltenen Wertstoffgehaltes von < 35 Prozent ist es notwendig das Salz aufzubereiten. Dies geschieht je nach Anlage und Hersteller durch das Anwenden verschiedener Prozesse. Den Hauptprozess bildet dabei das Heißlöseverfahren. Durch diese Prozesse erfolgt eine Anreicherung des Wertstoffgehalts im Produkt.

Bandanlagen und Fördertechnik

Abbaubedingt entstehen unter Tage sehr lange Transport und Fahrwege. Um einen sicheren und schnellen Transport der verschiedenen Medien und des gewonnenen Materials zu gewährleisten, werden viele unterschiedliche Transporteinrichtungen wie Förderbänder, Rohrleitungen und Kabel eingesetzt.

Dabei wird auf den Förderbändern das gewonnene Salz stellenweise über mehrere Kilometer bis zum Schacht oder der Aufbereitungsanlage transportiert. Dies erfolgt in der Regel durch mehrere aufeinander abgestimmte Förderbänder, welche durch sogenannte Kippstellen beladen werden.

Neben den Förderbändern kommt eine Vielzahl von Rohrleitungen zum Einsatz. In diesen werden u. a. Versatzstoffe, Abfälle,  Wasser, Laugen und Druckluft transportiert. Entsprechend der Transportaufgabe unterscheiden sich diese Rohrleitungen teils erheblich in ihren Eigenschaften.

Für die Sicherstellung der Stromversorgung unter Tage kommen ausreichend dimensionierte und gesicherte Kabel zum Einsatz. Neben den Stromkabeln werden auch Lichtleiterkabel, bzw. Kabel für Informationstechnik verbaut, sodass die Maschinen und Anlagen unter Tage in den entsprechenden Leitwarten gesteuert und überwacht werden können.

Transportwesen

Für die Gewinnung der untertägigen Bodenschätze als auch zur Instandhaltung der untertägigen Strukturen und Anlagen sind mobile Maschinen ein wichtiger Bestandteil. Unter anderem kommen Bohrwagen, Sprengtechnikfahrzeuge, Lader und Gelände-PKW zum Einsatz. Diese werden in der Regel mit Dieselkraftstoff betrieben und unterliegen regelmäßigen Kontrollen durch Sachverständige. In Analogie zu der übertägig gültigen Straßenverkehrsordnung, gilt unter Tage die Grubenverkehrsordnung (GVO).

Der Abtransport der aufbereiteten Rohstoffe sowie die Anlieferung von z. B. Versatzmaterial erfolgt in einigen Bergbaubetrieben auch über den Schienenweg.

Hier werden die unter Bergaufsicht stehenden werkseigenen Grubenanschlussbahnen betrieben, welche durch das TLUBN in Zusammenarbeit mit dem Landesbeauftragten für Eisenbahnaufsicht überwacht werden. Die Zuständigkeit des TLUBN gilt hier bis zum Einbinden der Grubenanschlussbahn in das öffentliche Bahnverkehrsnetz. Für eisenbahntechnische Fachbelange wird der Landesbeauftragte für Eisenbahnaufsicht hinzugezogen.

Eine bedeutende Bahnstrecke ist hier die ehemalige WISMUT-Werksbahn (seit 2014 auf die Starkenberger Baustoffwerke GmbH übergegangen) mit ca. 50 km Streckenlänge vom Sandtagebau Kayna zum WISMUT Sanierungsgelände Schmirchau bzw. Seelingstädt.

Schachtanlagen

Im Aufsichtsbereich des TLUBN befinden sich 23 Schachtanlagen. Dabei handelt es sich um Seilfahrts-, Förder-, Material- sowie Wetterschächte. Die Schächte bilden im Bergwerk die wichtigste Verbindung zwischen dem übertägigen und dem untertägigen Bereich. Dementsprechend werden diese Anlagen besonders häufig kontrolliert. Die Hauptseilfahrts- und Förderanlagen werden durch Koepe-Fördermaschinen angetrieben.

Für Spezialarbeiten, insbesondere bei der Schachtsanierung bzw. Verfüllung alter Tagesschächte kommen spezielle Schachtförderanlagen zum Einsatz. Auf Grund ihres temporären Einsatzes sind diese in ihren Ausmaßen deutlich kleiner als ein weithin sichtbares Fördergerüst. Dennoch müssen auch hier die umfangreichen sicherheitstechnischen Anforderungen erfüllt werden, um einen sicheren Transport von Mensch und Material zu gewährleisten.

Grubenrettungswesen

Nach den gesetzlichen Bestimmungen des § 61 Abs. 1 Nr. 2 und 3 BBergG besteht für den Unternehmer die Verpflichtung, bei Zuständen oder Ereignissen im Betrieb, die eine unmittelbare Gefahr für Leben und Gesundheit Beschäftigter oder Dritter herbeizuführen geeignet sind oder herbeigeführt haben, die zur Abwehr der Gefahr oder zur Rettung von Verunglückten geeigneten Maßnahmen zu treffen als auch bei derartigen Zuständen oder Ereignissen in benachbarten Betrieben anderer Unternehmer im Rahmen seiner Möglichkeiten sachkundige Hilfe durch Einsatz eigener Beschäftigter und Geräte zu leisten. Dafür muss nach § 15 Abs. 11 ABBergV in jedem untertägigen Betrieb eine ausreichende Anzahl im Grubenrettungswesen theoretisch und praktisch unterwiesener Personen mit den erforderlichen Mitteln verfügbar sein. Zur Wahrnehmung gemeinsamer Aufgaben auf dem Gebiet des Grubenrettungs- und Gasschutzwesens müssen deshalb alle Unternehmer, die einen untertägigen Gewinnungsbetrieb oder einen Gewinnungsbetrieb mit brand- oder explosionsgefährdeten Anlagen oder mit Anlagen betreiben, in denen unatembare oder giftige Gase oder Dämpfe auftreten können, Hauptstellen für das Grubenrettungswesen bilden und unterhalten oder solchen angeschlossen sein (§ 131 Abs. 1 BBergG).

Aktuell existieren in Deutschland vier Hauptstellen für das Grubenrettungswesen (Clausthal-Zellerfeld, Hohenpeißenberg, Leipzig und Herne), die alle von der BG RCI unterhalten werden. Entsprechend deren territorialen Zuständigkeiten sind die in Thüringen unter den § 131 Abs. 1 BBergG fallenden Unternehmer der Hauptstelle Leipzig angeschlossen.

Die im Deutschen Ausschuss für das Grubenrettungswesen (DA GRW) verbundenen Hauptstellen geben den ihnen angeschlossenen Unternehmern Leitlinien zur Anwendung vor, die die gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich des Grubenrettungs- und Gasschutzwesens unter Berücksichtigung des Selbstrettungskonzeptes und der Anforderungen an den vorbeugenden und abwehrenden Brandschutz konkretisieren.  Die Hauptstellen werden hierbei beratend, koordinierend, ausbildend, prüfend und kontrollierend tätig. Die Hauptstelle Leipzig berichtet dem TLUBN in der Regel jährlich über die Anwendung und Einhaltung der Leitlinien in den ihr angeschlossenen Betrieben. Diese Angaben dienen dem TLUBN als Nachweis, dass die Zulassungsvoraussetzung nach § 55 Abs. 1 Nr. 3 BBergG bezüglich der Anforderungen an das Grubenrettungs- und Gasschutzwesen erfüllt wird. Sie sind somit Entscheidungsgrundlage für die Zulassung des Hauptbetriebsplanes eines solchen Betriebes.

Gesundheits- und Arbeitsschutz

Das TLUBN ist für die unter Bergaufsicht stehenden Betriebe auch zuständige Arbeitsschutzbehörde.

Besondere Regelungen bezüglich des Gesundheits- und Arbeitsschutzes im Bergbau sind:

• Allgemeine Bundesbergverordnung (ABBergV)
• Gesundheitsschutz-Bergverordnung (GesBergV)
• Klima-Bergverordnung (KlimaBergV)
• Arbeitszeitgesetz (ArbZG)